Eksperimentiel naturvidenskab - Skiveportalen -

Disposition for workshoppen ”Eksperimentel naturvidenskab som didaktisk model” (16)
Teknisk Gymnasium Skive
1) Introduktion til naturvidenskabens didaktik
Naturfagenes hvorfor
·
·
·
·
·
Eleven i verden
Dannelse/kompetence
Danmark i verden – økonomi og økologi
Klafki
Bundsgaard
Naturfagenes hvordan
·
·
·
·
·
·
·
·
Forundringspotentiale
Afsæt i elevernes erfaringshorisont
Det hypotetisk-deduktive vs. det induktive – det eksperimentelle perspektiv
Fra virkelighed til videnskab fokus på faglighed og tværfaglighed
Høj værdisætning af elevbidrag (Dyste) – tilbagevenden til elevsvar/-resultater – eleven som
bidragyder til øget indsigt
Narrationen/fortællingen
I uformelle læringsrum, i klasseværelset og i veludstyrede laboratorier
”Hands-on-didaktik” og det lærerige eksperiment
Naturfagenes videre vej i gymnasiesammenhæng
·
·
·
·
Nye fagområder i gymnasieregi – eks.: biotek
Integration mellem traditionelle fag – herunder IT
Balance ml. elfenbenstårn og problemorientering
Fokus på energi/økologi/transport/kommunikationsteknologi
2) Eksempel på eksperimentelt undervisningsforløb 1: Synteser og granulat
3) Eksempel på eksperimentelt undervisningsforløb 2: Pillefremstilling og design
4) Opsamling og spørgsmål
Fremstilling af acetylsalicylsyretabletter
I skal nu til at fremstille et granulat, som kan bruges til smertestillende tabletter
med 500 mg acetylsalicylsyre som virkestof. Fremstillingen af tabletter sker efter
opskrifter i en Farmakopé. Nedenstående tekst er fra farmakopéen og er opskriften
på fremstilling af 1000 stk. 500 mg acetylsalicylsyretabletter med en bruttovægt på
600-700 mg.
Granulatum simplex ad tablettas
Grundgranulat til tabletter
Tablettae acetylsalicylici 0,5 g
Lactosum………………………….………300g
Bruttovægt 600-700 mg
Amylum solani (kartoffelstivelse)..700g
Diameter 13,5 mm; delekærv
Mucilago gelatinae……….………..ca. 200g
Acidum acetylsalicylicum…………….…500g
Heraf fremstilles ca. 1000g granulat
Granulatum simplex ad tablettas…….100g
Talcum………………………………………….…50g
Heraf fremstilles 1000 tabletter
Mucilago gelatinae
Gelatineslim
Indeholder 4% gelatine
Gelatina (husblas)…………………………40g
Aqua purificata……………………….…..960g
Syntese og omkrystallisation af acetylsalicylsyre:
Syntese
I en tør konisk kolbe blandes 5,0 gram salicylsyre med 10 mL eddikesyreanhydrid afmålt i et tørt måleglas.
Blandingen tilsættes forsigtigt 2 dråber koncentreret H2SO4.
Den koniske kolbe anbringes i et 70-80° C varmt vandbad i 10 min. Kolben omrystes undervejs.
Blandingen afkøles herefter ved at holde den ind under den kolde vandhane.
100 mL vand i et bægerglas afkøles i isvand. Reaktionsblandingen hældes forsigtigt i.
Bægerglasset kan her sættes til yderligere afkøling 4-5 minutter i fryseren. Det bundfald af acetylsalicylsyre,
der er dannet, frafiltreres ved sugefiltrering.
Oprensning
Den fremstillede acetylsalicylsyre oprenses ved omkrystallisering. Produktet kommes i 20ml varm ethanol
(ca. 50°C). Eventuelt tilsættes lidt mere ethanol, hvis ikke al acetylsalicylsyren er opløst.
Opløsningen hældes derefter i et bægerglas med 60ml isafkølet demineraliseret vand. Acetylsalicylsyren
begynder igen af udfældes – eventuelt gnides bægerglasset med en glasspatel.
Bægerglasset sættes også her til afkøling 4-5 minutter i fryseren.
Der sugefiltreres endnu engang, og hvis filtratet lugter lidt af eddikesyre, skylles det med lidt isafkølet vand.
Produktet overføres til et urglas og sættes til tørre i varmeskab.
Det tørrede acetylsalicylsyre afvejes, og der laves udbytteberegninger.
Renhedskontrol
Som en renhedskontrol bestemmes smeltepunktet for acetylsalicylsyren.
O
O
O
OH
C
C
C
C
HC
CH
CH3
C
OH
HC
OH
C
+
O
C
CH
CH3
O
O
O
HC
C
C
HC
CH
CH3
+
H3C
C
OH
CH
O
Salicylsyre
Eddikesyreanhydrid
Acetylsalicylsyre
Eddikesyre
Sker ved en esterdannelse mellem OH-gruppen i salicylsyre og COO i eddikesyreanhydridet, under
fraspaltning af ethansyre (eddikesyre).
En kondensation er en sammenbinding af to organiske molekyler under fraspaltning af et mindre molekyle
(som regel et vandmolekyle).
Lidt facts om lægemiddelstoffet:
Acetylsalicylsyre har både en smertestillende og en febernedsættende virkning.
Stoffet har desuden en blodfortyndende og betændelsesdæmpende virkning.
Virkningen kommer efter ca. ½-1 time og varer i 4-6 timer. Vær opmærksom på
eventuelle forholdsregler - og overskrid aldrig den anbefalede dosis. Se
indlægssedlen og spørg din læge eller på apoteket, hvis du er i tvivl.
Bivirkninger
Ved lejlighedsvis, kortvarig brug er bivirkninger relativt sjældne. Ved
længevarende behandling er mave- tarm gener almindelige.
Den væsentligste bivirkning er en irritation af mavesækkens slimhinde, der kan
føre til mavesår og andre lidelser i mave- tarmkanalen. Får du ofte sure opstød,
eller har du tidligere haft mavesår, bør du derfor ikke tage smertestillende
medicin med acetylsalicylsyre, medmindre du har talt med din læge om det.
Andre bivirkninger kan være hovedpine og kvalme samt
overfølsomhedsreaktioner som hududslæt og kløe. I særlige tilfælde kan der
forekomme åndedrætsbesvær.
Find flere oplysninger om lægemiddelstoffet og præparater på: www.medicin.dk
Jeres opgave er, at fremstille granulatet efter følgende opskrift:
A. Fremstilling af gelatine
1. 10 g husblas blandes med 240 ml demineraliseret vand i en kasserolle
2. Blandingen opvarmes på kogeplade indtil husblas er opløst i vandet. Så snart
dette sker tages kasserollen af varmen og sættes til afkøling.
B. Fremstilling af granulat
1. 6 g laktose, 14 g kartoffelstivelse, 1 g talkum og 100 g acetylsalicylsyre blandes
og sigtes igennem en fin sigte.
2. Derefter tilsættes en passende mængde gelatine lidt af gangen, så
tabletmassen er lige tilpas fugtig og kan hænge sammen, men heller ikke
mere.
3. Tabletmassen granuleres ved at presse massen igennem en ikke for grov sigte.
Massen kan presses igennem sigten ved hjælp af hænderne (husk hansker).
Når massen presses gennem sigten falder det ud som små tråde. Disse tråde
må ikke klumpe sammen. Hvis de klumper sammen er graunleringsmassen for
våd.
4. Granulattrådene spredes ud i et tyndt lag på papir og stilles til tørring ved
stuetemperatur
Bropiller på Teknisk Gymnasium
Normalt beskæftiger vi os ikke med at lave vores egne hovedpinepiller på Teknisk Gymnasium
Skive. Men frem til jul er det præcis hvad eleverne fra tieren i Skive går og laver i skolens
laboratorier under det brobygningsforløb, der kører lige nu. Rikke Odgaard og Victor Olesen er
to af eleverne, og de fortæller lidt om projektet.
Skal lave en hovedpinepille fra A til Z
”Vi skal lave en hovedpinepille fra bunden af. Det betyder også, at vi selv skal lave designet og
et mærke til pillen. Derudover skal der laves kapsler og faktisk også en presse, som andre
elever kan bruge”, fortæller de to tiende klasse elever, som denne onsdag er i laboratoriet på
Teknisk Gymnasium for tredje gang i efteråret.
”Vi er her hver onsdag og bliver ved frem til jul. Og det er lige noget for mig, for jeg er vild
med de naturvidenskabelige fag, som vi kommer igennem på et meget højere niveau, end vi
er vant til”, fortæller Victor.
Man kommer vidt omkring
Også Rikke synes, det er et spændende projekt, ikke mindst fordi de er inde over mange
forskellige skolefag under projektet.
”Vi har både teori og praktik her, og det bedste er næsten, at der er mange fag med i
projektet. Design, teknologi og biologi. Og så selvfølgelig kemi, samt lidt mere. Og så skal vi
afslutte hele projektet med at aflevere en projektopgave henne i slutningen af projektet.”